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生物質燃料特性范文1
論文關鍵詞：生物質氣化氣，行駛試驗，排放特性，過量空氣系數
0 引言
隨著化石資源的枯竭和環境污染的加劇，清潔可再生的代用燃料成為發展的必然趨勢。目前，我國應用于機動車的代用燃料主要有壓縮天然氣和液化石油氣，但實質上它們都是化石燃料的衍生品，其發展嚴重受化石燃料的制約。
理論上，生物質氣化氣有合適的熱值和能量密度，能夠滿足作為內燃機燃料的要求，而且可以實現CO2凈“零排放”。早在第一、二次世界大戰期間，生物質氣化氣就已經作為機動車燃料應用于歐美等國家（1）；目前，我國生物質氣化氣作為內燃機燃料的試驗工作相繼展開。任永志等（2）試驗研究了內燃式燃氣發電機的運行特性；孟凡生等（3-4）分析了我國低熱值燃氣內燃機的發展及應用現狀,并對生物質氣化氣作為內燃機燃料的燃燒特性做了簡單分析；孟凡彬等（4）試驗研究了生物質氣化氣作為車用燃料初步規律。本文以不同組分生物質氣化氣作為原料，進一步研究了生物質氣化氣作為車用燃料的適應性和排放特性。
1 試驗內容
1.1 試驗原料：
試驗原料為生物質氣化氣，其中1#-6#為生物質空氣氣化氣，7#-12#為生物質富氧氣化氣，具體見表1。
表1 生物質氣化氣組分及熱值
Table 1 the components of producer gas andlow heat value
NO.
CO2/%
C2H4/%
C2H6/%
H2/%
O2/%
N2/%
CH4/%
CO/%
Qv/kJ/m3
1#
9.00
0.00
0.00
15.77
0.99
50.62
0.75
22.88
4853.98
2#
9.68
0.00
0.00
16.73
1.07
49.88
0.97
21.68
4884.89
3#
15.87
0.30
0.00
16.46
0.28
45.06
1.89
20.14
5195.70
4#
15.61
0.31
0.00
15.62
0.22
45.77
2.13
20.32
5222.56
5#
11.42
1.55
0.00
12.92
0.67
49.52
2.28
21.64
5969.60
6#
11.00
1.75
0.00
13.61
0.63
49.30
2.14
21.57
6121.69
7#
24.41
0.71
0.00
32.33
0.00
1.33
3.72
37.50
10022.68
8#
23.55
1.39
0.23
28.73
0.54
4.58
4.89
36.10
10480.57
9#
18.34
0.91
0.20
25.76
0.89
7.55
6.07
40.28
10778.35
10#
13.06
0.53
0.00
28.34
0.36
9.77
2.69
45.25
10078.75
11#
13.36
0.55
0.00
27.92
0.55
11.06
2.70
43.87
9877.44
12#
19.80
1.28
0.00
25.26
1.00
14.01
4.69
生物質燃料特性范文2
【關鍵詞】生物質成型燃料鍋爐設計；雙層爐排；動態評價；技術經濟
鍋爐設計是我國工業生產中所涉及到的一個重要方面，必須要采取切實有效的方式來進行設計，最大限度的避免鍋爐的排放過大，容易對環境造成重大的污染的弊端。而雙層爐排生物質成型燃料鍋爐在進行設計的過程中，更是要注重這方面的問題。下文主要針對雙層爐排生物質成型燃料鍋爐設計與研究進行了全面詳細的探討。
1、雙層爐排的設計依據
我國在生物質成型燃料燃燒上所進行的相關理論研究起步較晚，其中所涉及到的研究課題也沒有發達國家深入，但是仍然能夠明顯的發現，這一方面是能夠切實有效的解決生物質高效、干凈利用的重要課題。就目前來說，如果沒有徹底了解生物質成型燃燒理論，那么就必須要把以往傳統的燃燒鍋爐進行相應的改造，但即便是這樣，其爐膛自身的容積、形狀、過?？諝獾雀鱾€方面在這一過程中所體現出來的成型燃燒都是完全不匹配的，在這種情況之下，直接導致了鍋爐自身所具有的熱效率、燃燒率無法充分的滿足要求，并且鍋爐所存在的污染排放超標等方面的問題也在這一過程中體現出了較為嚴重的狀況。所以，必須要使用生物質成型燃燒理論來針對專用鍋爐進行全面深入的研究，這是當前鍋爐中所涉及到的一個重要問題。
1.1燃燒特性
以稻草，玉米稈，高粱稈，木屑為例子，對比它們的工業分析、元素分析、以及發熱量的數值，我們可以得出結論：生物質成型燃料的揮發分遠遠高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，熱值比煤要小。
（1）原生物質燃燒特性，原生物質尤其是秸稈類的生物質密度較小，體積大，揮發分在60%～70%之間，易燃。熱分解時的溫度低，一般來說，350C就能釋放80%的揮發分，燃燒速度很快。需氧量也遠大于外界擴散所提供的氧量，導致供養不足，從而形成CO等的有害物質。
（2）生物質成型燃料特性，生物質成型燃料自身所具有的密度要遠遠大于以往的原生物質，這主要是由于其自身是經過高壓處理之后才徹底成型的，并且呈現出塊狀物體，其結構、組織所具有的各方面特性，直接使得揮發熱量、傳熱的速度大幅度的降低，并且火溫也在這一過程中持續不斷的升高，性能較差，但是依然比煤的性能更加優秀。燃燒開始的時候揮發分是慢速分解的，在動力區燃燒，速度也中等，逐漸過度到擴散區和過渡區。
1.2設計生物質成型燃料鍋爐的主要要求
結構布置，采用了雙層爐排的設計結構，也就是手燒爐排，并且在一定高度加上一道水冷卻的鋼管式爐排。其組成包括了：上爐門、中爐門、下爐門、上爐排、下爐排、輻射受熱面、風室、燃燼室、爐膛、爐墻、對流受熱面、排氣管、煙道和煙囪等。
上爐門是保持的常開設計，這一門的本身所起到的主要作用便是用作燃料的投放以及空氣的進入。中爐門能夠對下爐所排放上來的燃料進行燃燒，同時對于燃燒的殘渣進行清理。通常情況下，都僅僅只是使用在清理以及點火操作砂鍋。下爐門在實際操作的過程中，一般都是作為排灰操作，僅僅只對其供應少量的空氣到其中，只需要在鍋爐運行的過程中輕微打開即可，在進行檢查的過程中，主要是依據下爐燃燒的具體狀況來作為是否打開的一個依據。在上爐以上的位置，都是作為風室來進行使用，而上下爐排之間則是作為爐膛來進行使用。在鍋爐的墻上必須要設置相應的排煙口，煙口位置不能夠過高，否則極有可能會導致煙氣出現短路的可能性。但是其煙口本身的位置也不能過低，否則在下爐排的灰渣厚度無法達到要求的情況下，就可能會導致鍋爐燃燒出現一定程度的問題。在進行設計的過程中，務必遵循相應的原理來進行，也就是讓一定粒徑的生物質燃料能夠進入到上爐門中進行燃燒，而上爐排在這一過程中所存在的生物質屑以及灰渣都能夠下爐排繼續進行燃燒。
2、對雙層爐排生物質成型燃料鍋爐的前景分析
生產、利用這兩個方面從本質上來說，就是一個將生產目的、手段都投入大量的資金和人力進行深入研究的重要過程中，在這整個過程之中，所涉及到的不僅僅知識一個經濟過程，同樣也是經濟和技術進行完美結合的一個過程。只有其中所涉及到的經濟因素和技術因素能夠在這一過程中進行切實有效的協調，才能夠為該技術的發展和推廣提供保障。
2.1技術分析
雙層爐排生物質成型燃料鍋爐設計的熱負荷是87千瓦，熱水溫度95攝氏度，進水的溫度是20攝氏度，熱效率也能高達70%，其排煙溫度200攝氏度。它在技術的性能上十分占優勢，有很高的熱效率和燃燒效率，也減少了有害氣體和煙塵的排放量，符合我國的標準，對環境帶來的損害小，所以可以考慮廣泛應用于各種活動生產中來。
2.2經濟分析
從經濟效益方面來說，由于雙層爐排生物質成型燃燒鍋爐在實際使用過程中所展現出來的燃燒效率極高，這使得燃料能夠在這其中最大限度的進行燃燒，其中所存在的熱量損失也較小，減少了燃料費用的使用。和燃煤鍋爐相比較而言，這一鍋爐燃燒形式更加的經濟、適用。除此之外，在成本費用中，還包括了固定資產的投入部分以及運行成本。而在固定資產投入的費用之中，則是直接包含了設備以及建設費這兩項，例如鍋爐成本為一萬元，那么土建費以及安裝費這兩個部分就是五千元，并且在運行費用之中還會包含大量的人工費、原料費、電費、維修費，這其中所存在的主要優點就在于人工費的節省。如果說成型技術以及設備能夠進行持續不斷的深入研究，那么就還可以在以往的基礎之上來進行成本降低，所以，該方式是完全可取的，能夠良好的適應當前經濟發展需求。
3、結語
綜上所述，雙層爐排鍋爐是現代鍋爐設計中一個極其重要的進步，這一類型的鍋爐能夠極大的提高生產效率，并且切實有效的減少了污染物的排放，鍋爐的各個方面也充分的達到了工質參數所嚴格要求的指數，并且在當前燃料市場價格不斷上揚的情況下，相關的研究人員還應當針對這一方面進行持續不斷的研究，這能夠促使雙層爐排鍋爐在現代工業中的占有率獲得進一部的提升。
參考文獻
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[2]劉圣勇，陳開碇，張百良.國內外生物質成型燃料及燃燒設備研究與開發現狀[J].可再生能源，2002（04）
[3]田宜水，張鑒銘，陳曉夫，姚向君，崔遠勃.秸稈直燃熱水鍋爐供熱系統的研究設計[J].農業工程學報，2002（02）
作者簡介
生物質燃料特性范文3
一、農林生物質資源存量和發展前景
（一）農業資源構成。農業生物質資源是指農業作物（包括能源植物），主要有以下兩個部分構成：農業生產的廢棄物，如農作物秸稈（玉米秸高粱秸麥秸豆秸棉稈和稻草等）；農業加工業的廢棄物，如稻殼、玉米芯、甘蔗渣、花生殼等。
我國是一個農業大國，可以利用的主要有兩個方面：秸稈和農業加工廢棄物。其中，秸稈的產量約為每年6.5億噸，折合約3億噸標準煤。稻殼重量約在稻谷重量的20%以上，由此可以推算出2005年我國谷物（包括稻谷、小麥、玉米）產量為37428.7萬噸，其中稻谷產量為16065.6萬噸，稻殼產量為3213.2萬噸。另外，稻殼的熱值為12560～14650kJ/kg。所以，稻殼在每年谷物處理過程中是一種不可忽視的能源。我國玉米的主要產區（2000千公頃以上）有河北、吉林、黑龍江、山東、河南。2005年玉米的產量為11583萬噸，玉米芯的平均熱值為14400kJ/kg。
（二）林業資源的構成。林業生物質資源包括森林生長和林業生產加工資源中所提供的能源，主要有以下三個部分構成：碳薪林、在森林撫育和間伐過程中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等；木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑等；林業副產品的廢棄物（如果殼和果核等）。
林業生物質資源在我國農村能源中具有重要地位。林業生物質資源占農村能源總消費的21.2%，在丘陵、山區和林區等區域，這個比例高達50%以上。在2005年我國農村消耗林業生物質資源約為1.66億噸標準煤。
在林業生產過程中，碳薪林是一種產量高而生長期短的生物質能資源，它主要可以緩解農村的燃料需求，減少對自然林木的砍伐從而減少對環境的破壞。我國幅員遼闊，有許多種不同的氣候，因此我國樹種資源也十分豐富，適合我國的碳薪林種類比較多。
林木伐區剩余物包括經過采伐、集材后遺留在地上的枝杈、梢頭、灌木、枯倒木、被砸傷的樹木、不夠木材標準的遺棄材等。據不完全統計，每采伐100立方米的木材，剩余物約占30%，若利用率按55%計算，將會有1000多萬立方米的剩余物可供加工利用，這也將會緩解我國森林資源緊缺和木材供需矛盾。
我國目前的水平，木材綜合出材率（由立木到原木）為65%，我國的木材利用率（由原木到成品）為60%左右。故我國每年可以利用的林業生物質資源是巨大的。利用好這一塊能源也具有很大的潛力。
（三）我國生物質壓縮成型替代煤的前景。由于生物質通過氣化、液化、固化可以轉化為二次能源，分別為熱量或電力、固體燃料（木炭或成型燃料）、液體燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和氣體燃料（氫氣、生物質燃氣和沼氣等）。
生物質壓縮成型替代煤是利用木質素充當黏合劑將農業和林業生產中的廢棄物壓縮為成型燃料，提高其能源密度，是生物質預處理的一種方式。將松散的秸稈、樹枝和木屑等農林廢棄物擠壓成固體燃料，能源密度相當于中等煙煤，可明顯改善燃燒特性。在該領域中我國已擁有世界領先技術，為大規模燃燒利用生物質打下基礎。
二、國內利用秸稈發電現況
國內利用秸稈發電情況大致分為秸稈摻燒發電、純秸稈發電、利用城市垃圾和包括秸稈在內的農林廢棄物發電三種情況。目前已開始啟動的廠家、項目有江蘇寶應協鑫生物質環保熱電工程、華電國際十里泉發電廠、江蘇國信新能源開發有限公司、鹽城垃圾焚燒發電項目、晉州摻燒發電廠改造工程等。據了解這些單位依傍不同優勢而摻燒不同材質的生物質，由于是自己摸索，雖已經過了一段時間的實際摻燒，但各自存在一些問題，正向深層次摸索。目前，真正利用秸稈壓縮發電的國內還沒有。
筆者走訪了香港協鑫集團下屬的江蘇寶應協鑫生物質發電廠和鹽城阜寧協鑫環保發電廠。這兩家都已進行摻燒試驗，試驗證明秸稈摻燒對鍋爐燃燒未產生不良影響，對鍋爐效率，除塵器效率、飛灰可燃物、煙氣排放未造成不良影響。
三、秸稈摻燒的技術可行性
筆者在秦皇島及附近地區采集了10種生物質燃料，其編號見表1，壓縮成型燃料的秸稈來自定州，并委托清華大學煤燃燒工程研究中心，對生物質秸稈壓縮成型燃料的燃燒特性、污染物控制等進行研究。（表1）
試驗結果表明：秸稈的發熱量為3670～3890大卡，玉米骨子的發熱量為3700大卡，果木枝條的發熱量為4170大卡。各種生物質無論產自何地，幾乎其成分和熱值基本相近，發熱量相當于中等煙煤。
清華大學得出這樣的技術結論：
1、從實驗數據來看，單一生物質燃燒主要集中于燃燒前期；而煤燃燒主要集中于燃燒后期。生物質與煤混燒的情況下，燃燒過程明顯地分成兩個燃燒階段。在煤中摻入生物質后，可以改善煤的著火性能。在煤中加入生物質后，燃燒的最大速率有前移的趨勢，同時可以獲得更好的燃盡特性。生物質在燃燒過程中放熱比較均勻。在煤中加入生物質后，可改善燃燒放熱的分布狀況，對燃燒前期的放熱有增進作用。煤中加入生物質后，使得煤的燃燒最大速率有所增加，生物質的燃燒特性普遍較好。
2、通過不同比例的摻混成型秸稈燃燒，對于試驗范圍內，燃燒溫度提高到1050OC時，均未發生結焦。
3、摻混10%～20%的成型秸稈的混合燃料，SO2排放較低，在不添加石灰石情況下，SO2排放可以控制在200ppm以內。
4、摻混10%～20%的成型秸稈的混合燃料，NOx排放可以控制在200ppm以內。
總之，在目前的循環流化床鍋爐設備中，無需經過過多改動，利用秸稈壓縮發電摻燒比例可達到20%在技術上是完全可行的。不僅可以減少煤的使用量降低燃料成本，摻燒生物質還可以起到助燃作用，提高鍋爐燃燒室的溫度，從而提高鍋爐的熱效率（北山電廠鍋爐熱效率在74%～77%），同時在降低飛灰可燃物（摻燒前為27%）、減少排渣帶走的熱損失（摻燒前為700大卡）上都能發揮效能。
四、經濟可行性預測
考慮到秸稈的采購、儲運、安全等方面因素，我們準備采取將粉碎、壓縮設備分散到農戶手中，由農民將秸稈壓縮成型后再送到廠里摻燒的辦法。以河北秦皇島北山電廠擁有的一臺裝機容量為2.5萬千瓦、二臺1.22.5萬千瓦的凝汽式火力發電機組為例：
1、摻燒對底渣物理熱損失、未完全燃燒損失的改善以及對飛灰未完全燃燒損失的改善，以摻燒秸稈量為Xo=20%（重量比）考慮，效率總體可提高?濁=2.49%。
2、考慮秸稈的熱值Q1為3550～3800kcal/kg，煤的熱值為Qo=3200kcal/kg（未考慮爐前煤損失），以及對效率的影響摻燒20%的秸稈，可以替代22.19%～25.64%的煤量。
生物質燃料特性范文4
近期，筆者跟隨調研組對某市水煤漿試點和生物質能顆粒燃料開展了調研工作，了解了上述清潔能源的生產、銷售、使用情況，采集了有關數據資料，分析了相關問題，形成了推行清潔能源，淘汰落后鍋爐，從源頭上控制污染物排放，提高空氣質量，改善大氣環境的一些建議。
一、水煤漿的特點、優勢，以及推廣應用存在的問題
（一）水煤漿的特點
水煤漿是一種相對經濟、潔凈、可替代石油和天然氣的煤基液體燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有象石油一樣的流動性和穩定性，在運輸、儲存、泵送、燃燒等方面都與石油相近。
（二）水煤漿的優勢
1、在節能方面的優勢
水煤漿鍋爐比普通的燃煤鍋爐燃燒效率高，可從80%左右提高到95%以上，熱效率也可從65%提高到85%以上。水煤漿鍋爐與燃煤鍋爐相比，綜合節能率約15%。
2、在環保方面的優勢
一是制作優質水煤漿必須選用較好的煤，在原產地經過精洗剔除雜質后運出，原料煤的含硫率和灰份低，可以從源頭上減少SO2等污染物的排放。二是水煤漿鍋爐采用噴射燃燒等先進工藝，煤漿燃燒較充分，煙氣排放能夠達到或優于國家規定的二類地區第二時段排放標準。與燒煤和重油相比，各種污染物排放濃度有較大幅度的降低。如果企業采用國家Ⅰ級標準的水煤漿，可不安裝脫硫設施就能保證SO2的達標排放。三是相對燃煤而言，可以大大減少倉儲、運輸和燃燒過程中的揚塵，凈化周邊環境，減少堆煤場，節約用地。
3、在經濟效益方面的優勢
水煤漿鍋爐與重油或柴油鍋爐相比，燃料成本可節約30～50%。
（三）推廣應用水煤漿存在的問題
1、水煤漿鍋爐的建設成本較高。例如，我市上xxx印刷有限公司1臺2噸的水煤漿鍋爐，建設費用約100萬，而普通的2噸燃煤或燃油鍋爐建設費用約30～40萬，包括安裝環保設施。企業原有的燃煤或燃油鍋爐不能直接改造成水煤漿鍋爐，必須拆除原鍋爐后重新建設，所以初期投資成本較高。
2、與燃煤鍋爐相比，水煤漿鍋爐燃料成本提高15～20%。
3、與傳統鍋爐相比，水煤漿鍋爐燃燒技術相對復雜，維護要求較高。水煤漿鍋爐的噴孔、點火電極、磁棒、爐膛等部位需要經常清洗、除灰。
4、某些試點單位鍋爐排放的污染物濃度仍然偏高。最近采集的監測數據顯示，某試點企業20噸鍋爐SO2的排放濃度平均約500 mg/m3，而按照總量減排的要求，須達到350 mg/m3以下。所以20噸以上鍋爐還須上脫硫設施，企業可能難以接受，推廣較困難。
二、生物質能顆粒燃料的特點、優勢，以及推廣應用存在的問題
（一）生物質能顆粒燃料的特點
生物質能顆粒燃料是在燃燒應用上的一項科研成果。它是利用秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼、苜蓿草、樹皮等廢棄的農作物和工業廢物，經粉碎―混合―擠壓―烘干等工藝，最后制成顆粒狀燃料，生產過程不需添加助燃物質。
（二）生物質能顆粒燃料的優勢
生物質能顆粒燃料是潔凈燃燒技術發展的一次突破，其原料本身含硫量極低。它采用先進的氣化燃燒方式，具有高效的燃燒效率，能將不完全燃燒熱損失和化學未完全燃燒熱損失降到較低，并且無需處理就可實現煙氣、氮氧化物、二氧化硫等污染物的達標排放。據測算，每燃燒1萬噸生物質能顆粒燃料可替代燃煤0.8萬噸，減少SO2排放150噸，煙塵排放80噸。生物質能鍋爐是替代燃油、燃煤鍋爐的選擇之一，運行成本也比燃油、燃氣鍋爐低。
調研組也對部分試點企業的0.7噸生物質能鍋爐進行了考察和監測，監測結果初步表明，這種鍋爐在無須另行治理的情況下，煙氣排放達標，煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放濃度明顯較低。
（三）推廣應用生物質能顆粒燃料存在的問題
1、對生物質能顆粒燃料認識不足。由于生物質能顆粒燃料在我市是一個新興的清潔燃料行業，大多數人對生物質能顆粒產品具有高能、環保、使用方便的特性認識不夠，許多用能單位根本就不知道有生物質能顆粒產品。
2、原材料供應尚未普及。生產生物質能燃料的原材料主要是秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼等廢棄的農作物和工業廢物。珠三角地區廢棄的農作物比我國北方少，木屑、鋸末等工業廢物的產生量雖然不少，但絕大部分已被利用為生產鋸末板或刨花板等家具板材。
3、成本價格偏高。生物質能顆粒燃料成本約1000元/噸，市場價格約1200元/噸，比優質煤高出30%以上。
三、結論和建議
推廣應用水煤漿和生物質能顆粒燃料能夠優化我市的能源結構，可從燃料源頭確保鍋爐煙氣達標排放，是整治黑煙囪的有效手段之一，是替代煤、油等燃料的較佳選擇。
建議：1、環保監管部門對新、改、擴建鍋爐在環評審批時強制使用水煤漿、生物質能顆粒燃料等清潔能源鍋爐，其中2噸以上的推薦使用水煤漿鍋爐，2噸以下的推薦使用生物質能顆粒燃料鍋爐；2、對高速公路和主干道路兩旁的燃煤燃油鍋爐以行政手段推行改造，用水煤漿或生物質能顆粒燃料鍋爐逐步替代現有鍋爐。
四、措施
綜合分析調研情況，調研組提出以下保障措施，以確保水煤漿和生物質能顆粒燃料有序推廣應用。
（一）質監、工商等部門加強監管，確保水煤漿生產、銷售企業給用戶穩定提供優質的水煤漿，水煤漿的標準必須符合《水煤漿技術條件國家標準》中的Ⅰ級標準。
（二）由政府培育幾家水煤漿生產企業和生物質能顆粒燃料生產經銷企業，形成規范有序的市場競爭環境，減輕市場壟斷程度，保障燃料的充足供應。
（三）綜合運用經濟手段、法律手段和行政手段推廣應用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質能顆粒燃料等清潔燃料。一是落實已制定的財政資金補助措施，并增加對生物質能鍋爐和其它清潔能源鍋爐的改造補貼；二是對現有冒黑煙企業限期治理，治理措施推薦使用水煤漿或其它清潔能源鍋爐；三是以實施《珠江三角清潔空氣行動計劃》為契機，由政府相關部門聯手，出臺相關政策文件，用行政手段強制推行使用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質能顆粒燃料等多樣性清潔燃料，從根本上減少大氣污染物排，改善城市空氣質量。
（四）組織有關部門對水煤漿用煤產地和生物質能顆粒燃料鍋爐生產企業進一步考察，掌握水煤漿和生物質能顆粒燃料的原料來源、生產、供應、環境與經濟效益等情況。
生物質燃料特性范文5
【關鍵詞】生物質；綜合利用；稻殼
生物質是指有機物中除化石原料外的所有來源于動、植物能再生的物質，是一種理想的可再生的綠色資源，由于它的廣泛性、可再生性、清潔性而受到人們的關注。燃燒后產生的CO2能被植物循環利用，CO2的凈排放量為零，是典型的綠色可再生資源。
生物質種類繁多，主要包括農業廢棄物、林業廢棄物、動物油脂、制糖業和造紙業蔗渣等工業廢棄物。稻殼是一種農業秸稈，大量的稻殼在農村或在糧米加工廠堆積如山，成了難以處理的廢棄物。因此，下面對生物質的研究也是針對農作物廢棄物稻殼為對象的。
稻殼是稻谷加工的主要副產品之一。我國每年擁有稻殼量在3.6億噸以上，是一種量大價廉的再生資源。稻殼所含木質素和硅質較高，所以它不易吸水，直接施放到田間作肥料不易腐爛。正是因為稻殼本身具有這一特性，所以限制了對它的開發利用。
本文主要從稻殼的各個組成部分分析其用途，使其變廢為寶，造福于社會。
1 稻殼的物理和化學性質
稻殼表面粗糙、有細小毛刺、呈空心梭形狀，長度一般在5 mm左右， 寬約2.5mm～5mm，，厚不到0.5mm。
稻殼富含半纖維素、纖維素、木質素、二氧化硅，其中脂肪、蛋白質等含量極低。
2 稻殼的應用
稻殼的氣化與應用
（1）發酵成沼氣：稻殼在農村的產量非常大，人們將稻殼堆放成山，大量的稻殼聚集在一起，經過日曬、雨淋后，堆砌的稻殼內部溫度上升，微生物迅速生長，在無氧的環境下進行發酵，而發酵的主要氣體就是甲烷，即沼氣。而沼氣的用途很多，如發電、供熱等。據資料報道，目前我國廣東省能源研究所在海南開發建成了1.2MW植物生物質能氣化示范發電站，該電站是我國乃至整個亞洲最大的植物生物質能氣化發電系統，其綜合技術參數及整個系統的運轉水平均達到了國際先進水平。從經濟意義分析，該示范電站的建成，每年可增加產值（人民幣）約500萬元，具有明顯的經濟效益。
（2）稻殼直接燃燒發電：進入稻殼煤氣發生爐的空氣預熱后與氧化層稻殼接觸燃燒，產生大量的熱能和CO2，CO2氣體在還原層與赤紅的稻殼反應生成CO，同時CO與水蒸氣反應分解出H2，在還原層中形成煤氣。這種利用稻殼產生的煤氣經過凈化后進入燃氣內燃機燃燒，產生的巨大熱能動力帶動發電機進行發電。雖然以農業廢棄物做燃料的發電廠，其投資比一般發電廠高，但發電成本低廉、燃料獲取容易，有助于解決發展中國家電力緊張的情況。例如廣東省建成了生物質能氣化發電站；山東省推行“惠農九九氣化爐”，利用稻殼轉化為為天然氣來為人們提供服務。
3 稻殼直接作為燃料
當今，能源的來源主要是礦物燃料，而礦物燃料資源是有限的。21世紀，生物質作為一種清潔燃料及可再生能源己受到各國的高度重視。稻殼燃燒熱值為12600～16800KJ/kg，每3kg的稻殼所產生的熱量相當于1kg的燃料油或1.5kg的煤所產生的熱量，我們可以利用稻殼燃燒所產生的熱能來發電、供熱。稻殼的堆積密度小，一般為100～140 kg/m3，如果通過壓縮成型制成燃料棒（塊），則能降低運輸及貯存成本，方便使用，且大大地提高其燃燒效率。
4 飼料工業
稻殼所含營養物質很少，易受農藥殘毒污染，不宜直接作為飼料。但如果經過加工處理，使纖維軟化或酵解，就可制成粗飼料。甚至還要進行進一步加工處理，將其膨化處理。作為飼料效果較理想。
即使是粉碎后的稻殼粉直接喂飼畜禽，也不易消化吸收，但膨化后的稻殼按10%的比例添加到配合飼料中，畜禽消化率明顯提高，總消化率可達17%～20%，綜合指標提高1倍以上。據日本飼料專家介紹，膨化后的稻殼按10%的比例添加到配合飼料中，奶牛產奶量可提高11%；豬日增重提高14%；雞產蛋率提高4.6%。
5 在建材方面的應用
5.1 制水泥
稻殼煅燒后灰分中的二氧化硅與石灰化學反應便可生成黑色稻殼灰水泥。如印度采用稻殼灰制作高標號水泥；韓國利用稻殼燃燒時形成活性高的黑色炭粉后，與石灰化學反應，便可生成黑色稻殼灰水泥，具有防潮、不結塊的特性。
5.2 制磚
稻殼內含20%左右優良的無定型硅石，是制磚的好原料。日本將稻殼類與水泥、樹脂混合均勻后、再經過快速模壓制成磚塊，具有防火、防水及隔熱性能，其質量輕，且不易破碎的特性。
5.3 制防水材料
印度是多雨水的國家，一科研所把稻殼灰配入瀝青鋪于屋頂防滲漏獲得成功，新材料可耐80℃高溫，防水性能優異，有效使用壽命20年以上，現已批量生產。印度某科研所把稻殼灰配入瀝青鋪于屋頂防滲漏獲得成功。
6 在農業中的應用
6.1 無土育苗
浸透的稻殼可做苗床使用。在苗床播種后用粉碎的稻殼覆蓋，即可實現無土育苗，且無需封閉滅草。即使用篩過土覆蓋，也可達到節土育苗的效果。
6.2 土壤改良劑
稻殼灰是稻殼經過炭化以后的產物，利用膨化后的稻殼灰容易吸水的特點，摻入少量尿素或碳氨；再加入石灰水作催化劑，使其自然發酵30天左右；待顏色變黑后，施撒到地里作為固體有機肥料使用，具有化肥不可比擬的改良土壤、肥田增產的功效。稻殼灰是一種很好的土壤改良劑，可保持土壤的疏松性和透氣性。
7 結論
綜上所述，稻殼的綜合利用的前景廣闊，在能源、工業、建材、農業等方面經濟效益十分顯著。利用廉價的稻殼為原料，經過一系列的加工和特殊的工藝處理，可制備多種附加產品。稻殼的綜合利用可以回收資源和能源，創造經濟效益，符合國家節能減排和可持續發展的基本國策。
生物質資源種類繁多，范圍較廣，本文選擇我國豐富的農業秸稈稻殼為例，對其利用現狀進行簡要介紹，從一個側面論證了生物質資源的優勢與光明前景，隨著科學技術的不斷發展與提高，相信生物質資源將會發揮更加重要的作用，對工業、農業、能源安全等眾多方面產生重要的影響。
參考文獻：
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[2]王智微，唐松濤，蘇學等.流化床中生物質熱解氣化的模型研究[J].燃料化學學報，2002（4）.
生物質燃料特性范文6
關鍵詞：固體成型的生物質燃料；鏈條爐排層狀燃燒；自然循環；受熱面為全水管式鍋爐
1 概述
隨著社會對能源需求的日益增長，作為主要能源來源的化石燃料在迅速地減少。因此，尋找一種可再生的替代能源，成為社會普遍關注的焦點。生物質能是一種理想的可再生能源，它來源廣泛，每年都有大量的工業、農業及森林廢棄物產出。在目前世界的能源消耗中，生物質能消耗占世界總能耗的14%，僅次于石油、煤炭和天然氣，位居第四位。而在我們國家特別是北方地區玉米桿、稻殼等可再生資源資源非常豐富，用其代替或部分代替燃煤，能為用戶帶來豐厚的經濟回報。
SZL4.2-1.0/95/70-T型組裝水管熱水鍋爐，采用雙鍋筒縱置式布置，燃燒方式用鏈條爐排。額定功率4.2MW，額定出水壓力1.0MPa，額定出水溫度95℃，鍋爐設計燃料為固體生物質燃料。爐膛兩側墻水冷壁采用膜式水冷壁結構；爐膛前、后墻水冷壁管向下延伸到爐排上部形成前后拱，這樣既增加鍋爐的密封性能，可有效降低爐墻外壁溫度，減少散熱損失，又增加了爐膛容積及受熱面，同時加固了后拱的強度。爐膛后為燃燼室、對流管束，尾部有省煤器。煙氣經爐膛、燃燼室、對流管束、省煤器進入尾部煙道，通過除塵器、引風機、煙囪排入大氣。
本鍋爐分上下兩大件出廠，上部大件包括鍋爐本體、上部鋼架及上部爐墻，下部大件包括煤斗、鏈條爐排、下部爐墻及內部通風道，除前后拱管及其連接管現場裝配，部分磚墻及前后爐拱在現場砌筑外，其余部件均組裝出廠，尾部省煤器及煙風道隨爐配套出廠。尾部除塵器及其接管按照合同發貨。
該鍋爐的安全穩定運行工況范圍：熱負荷： 70%-100%。
2 鍋爐規范
額定功率：4.2MW
額定出水壓力：1.0MPa
額定出水溫度：95℃
回水溫度：70℃
冷空氣溫度：20℃
試驗壓力：1.4MPa
輻射受熱面：26.08m2
對流受熱面：111.7m2
省煤器受熱面：139.52m2
爐排有效面積：7.7m2
排煙溫度：154℃
排煙處過量空氣系數：1.65
設計效率：82.4%
鍋爐水容量：7.5m3
金屬耗量：鍋爐本體9718 kg；鋼結構8203kg；爐排15593kg
總耗電量：53.35KW
3 對燃料的要求
該型鍋爐按生物質固體成型固體燃料（BBDF）進行設計。
進入本鍋爐的秸桿經烘干，并制成塊狀或棒狀，因此本設計采用鏈條爐排的層狀燃燒方式，燃料適應性廣。
生物質固體成型固體燃料的特性如下：灰分：5～20%；水分：≤12%，低位發熱值：14650～16747KJ/Kg（3500～4000kcal/kg；密度：800～1100kg/m3；塊狀尺寸為32×32×（30～80），或棒狀尺寸為φ30×（30～80）。
4 鍋爐給水品質應符合GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》的有關規定（見表1）
5 結構設計簡介
鍋爐整體型式為雙鍋筒縱置式自然循環鍋爐，為縮短安裝工期及基建投資，本鍋爐設計成組裝鍋爐，分上下兩大件出廠
針對生物質燃料的燃燒特性采取以下幾項改進措施。
5.1 鏈條爐排的層式燃燒：由于燃料經烘干，并制成塊狀或棒狀，本鍋爐采用前軸驅動鏈條爐排的層式燃燒方式，著火條件好，燃料適應性廣。
5.2 采用較高的前拱和低而長的后拱：既可保證揮發份有足夠大的空間充分燃燒，又可保證固定碳在后拱區有較長的燃燒時間，以提高鍋爐燃燒效率。
5.3 合理的二次風系統：由于該燃料揮發分高，燃燒速度快，為防止空氣與可燃氣體混合不均勻，使煙氣中的碳氫化合物分解，在爐膛燃燒區設計了二次風噴嘴。后拱出口處的二次風除了使煙氣與空氣充分混合外，還可將爐膛高溫煙氣推向前拱區，有利于燃料的著火。二次風風道上都裝有調節閥門，可根據燃燒工況需要調節各組風量。
5.4 采用下部絕熱爐膛：在爐膛下部，前拱區及后拱區，都采用絕熱爐膛，以提高燃燒區的燃燒溫度，保證燃料的完全充分燃燒。
5.5 鍋爐兩側墻水冷壁采用膜式水冷壁結構；爐膛前、后墻水冷壁管向下延伸到爐排上部形成前后水冷拱，這樣既增加鍋爐的密封性能，又增加了爐膛容積及受熱面，同時加固了后拱的強度。
1）水冷系統：包括前后拱管、側水冷壁、對流管束、上、下鍋筒、下降管及集箱。
（1）鍋筒：上鍋筒直徑為900，厚14，長5300（不算兩端封頭），下鍋筒直徑為900，厚度為14，長2140（不算兩端封頭），材料均采用Q245R。下鍋筒通過兩個汽包支座擱在底盤上，后邊一個為活動支座。上下鍋筒中心距為2300，上鍋筒支承在焊接的水冷壁、對流管束上。上鍋筒內部裝有配水裝置和出水裝置，由省煤器集箱引出的回水經4根φ89的管子進入鍋筒內φ159的配水管，配水管兩端留有半圓形出水口。上鍋筒內還裝設橫向隔板，使上升管與下降管隔開。在鍋筒的頂部裝有出水裝置，加熱后的熱水在鍋筒內混合后由出水裝置引出，供給用戶。下鍋筒內設有排污裝置。
（2）水冷壁：爐膛兩側采用膜式水冷壁結構，管子為φ51×4，節距為100。前、后墻水冷壁為φ51×3的管子共28 根，節距為120mm，前后墻水冷壁向下延伸，形成高而短的前拱和低而長的后拱。后拱傾角為10°，前后拱總覆蓋率達80%。
（3）燃燼室：兩側為φ51×4膜式水冷壁管子連接于上鍋筒與兩側集箱之間，管間距為100mm，貼后墻管有兩排共16根，連接于上下鍋筒之間，橫向管間距為110mm，管徑φ51×3。
（4）對流管束：上下鍋筒間由320根φ51×3的對流管束分別與上下鍋筒采用焊接連接，管間有一堵隔墻，煙氣成兩個回路橫向沖刷流動。
（5）省煤器采用流線型鰭片式鑄鐵省煤器，長度為1500 mm，材料為HT200。省煤器共64根省煤器管組成，回水由進水管流入省煤器，沿逆煙氣方向而上，然后再由出水管送入鍋筒。
2）爐墻部分：本爐為組裝鍋爐，采用輕型爐墻，鍋爐爐膛及燃燼室兩側全部采用輕質保溫材料，既加強了爐墻的保溫隔熱性能又減輕了鍋爐總重。后半部內層為耐火磚，外層為保溫材料。前后拱分別由前后拱管作骨架澆筑耐火混凝土組成，后拱的重量吊在兩個橫梁上，鍋爐的前后拱、前墻、中墻和下部爐墻在工地由安裝部門在用戶現場砌筑施工。
3）燃燒系統部分：燃燒系統包括煤斗、鏈條爐排、爐排傳動裝置。
本鍋爐鏈條爐排為大塊爐排片。爐排前后軸距為5.56m，有效寬度為1.6m，爐排下面劃分為5個獨立的風室，根據燃燒情況配風，進風方式為雙側進風，進風均勻。爐膛前部設有煤斗、煤閘門，用以調節進入爐排的料層厚度。爐排速度由減速箱控制調節。燒透的爐渣排入渣斗。
6 鍋爐管道系統及附件
鍋爐范圍內管道系統設計滿足TSG G0001-2012《鍋爐安全技術監察規程》》及TSG G0002-2010《鍋爐節能技術監督管理規程》（附錄B：鍋爐儀表配置要求）的要求。
鍋爐本體附件除放氣閥、出水閥、安全閥、排污閥外，還有測量儀表、壓力表、溫度計，測點應參照圖紙6T8150-0和現場具體情況而定。
7 輔機配套
用戶自己選配輔機時，各輔機的參數不能低于我廠輔機清單上輔機的參數，海拔高地區的風機參數應予以修正。
8 鍋爐按GB50273-2009《鍋爐安裝工程施工及驗收規范》進行安裝與驗收。
9 對于鏈條爐排鍋爐經濟運行，應做到如下方面：（1）水質一定要符合標準，保證受熱面不結垢，提高換熱系數；（2）鼓引風機及循環水泵采用變頻控制；（3）控制排煙處過量空氣系數小于1.65；（4）定期吹灰，提高換熱效率；（5）鍋爐及系統杜絕跑、冒、滴、漏；（6）風機軸承和循環泵軸承的冷卻水盡可能循環利用。（7）鍋爐爐墻、煙風道、各種熱力設備、熱力管道及閥門應當密封和保溫，其表面溫度低于50℃，減少散熱損失。
總之，該鍋爐在河南洛陽某地運行已經一年有余，各項指標都達到設計要求，受到用戶的好評，在設計上是成功的，其獨特新穎的結構特點對于其它爐型的生物質鍋爐也具有一定的參考價值。生物質鍋爐與一般工業鍋爐在結構形式上具有共同之處，但也有不同之處。生物質鍋爐的爐型根據燃料的不同，它的結構設計不同。在設計生物質鍋爐時一定要根據燃料的特點，設計出具有防腐蝕性、防結渣、防積灰等特性的生物質鍋爐結構型式，盡量減少生物質鍋爐在運行時可能出現的各種安全隱患。隨著能源危機的加劇及節能環保的意識增強，燃燒清潔燃料及可再生能源是未來的發展趨勢。促使我國的生物質鍋爐得到快速發展，促使我們生存的環境愈來愈美好。
參考文獻
